GB T 11073-1989 硅片径向电阻率变化的测量方法.pdf

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1、中华人民共和国国家标准硅片径向电阻率变化的测量方法Standard method for measuring radial resistivity variation on silicon slices 1 主题内容与适用范围本标准规定f用直排四擦针j法测量硅单晶片径白j电阻率变化的方法。GB 11073-89 牛；标准适用于硅片厚度小于探针、严均日距，直径大于15mm，电阻率为110 1 loQ .cn1 硅单晶圆；径向电阻半变化的测量。2 引用标准GB 2828 逐批检查计数抽样程序及抽样表（适用f连续批的检查）GB 6615 硅片电阻率的亘排网探针测试方法3为法提要使用GB6615方法，

2、根据要求，选择四种选点方案中的一种进行测量，利用几何修E因f计算H:l硅片电阻率及径白j电阻率变化。本标准提供内种测量选点J案。采用不同的选点方案能视lj得不同的径向电阻率变化伍。4 仪器设备4. 1 GB 661且规定的仪器设备装置。探辛间距为1.oom m或l.59mm04.2品，I架应具有丰移和旋转360。功能。平移精度为士0.15ffiffiI旋转精度为5 0。5 试验样品5. 1 从J批lit片中披GB2828计数抽样方案或商定的方案抽取样品。5.2按GB6615的4.2条4.3条制备样品。5.3 如果佳片没有主参考面，则必需在硅片背面国周七作参考标记，以便测量时对硅！；一定位。如果

3、是仲裁测量，并且佳片只有个参考面，则需在硅片背面参考面边缘的中点作4参考标ic。5.4找山f毛主、二二条相交45且不与硅片参考面相交的直径，测量并记下该样品ll径，如果这二条直径长度都在表1规定的直径偏差范围以内，则以标称直径为真径饱。否则以i个测量的平均值为自径值。表I硅片的几何参数标称H:i平直径偏差中心点厚度，最小总厚度变化tn m rn 50 8 士0.4 254 Jo 76 2 土。.6 35 25 80 土l375 40 10 0 士I600 且125 士l6011 65 中国有但金属工业总公司198901 28批准1990-02-01实施408 GB 11073-89 5.5搜G

4、B66t5的3. l规定的厚度仪，在选点方案C见图中C的九个扫而lj量并t己求各点厚度。5.6 根据器件用途、晶体生长仁艺、掺杂押l种类以放所要求的电阻率数据，确也四种选点h案巾的一种方案来测量硅片径问电fl率变化（见下图。，、而I平也韦：毛| X、1 1、 气JA B 。、飞、，。、飞鸟LF飞、气旷飞快61/q 、c D 四探针捆u量径向电阻率变化的选点方案it (Tl f丰图的底部、I-面茬示主参与白j（且l6. l条）。（岛问条均纯段在，J;i排四探针测量点位置，H垂直j暗片直饨，并用数主在爪莫匹ij供钊削i川r）j-;,5. 6. 1 i也山、方案A小面积寸）.测量六点2在硅片中心点涮

5、两次，在两条爵直直径的半径巾，.liI 置。6.2边JE.种边i、方案（见5.6条和上图）。6.3 如果可；j雯屯ti字的绝对值，则向测量fic：求样，y：的温度。6.4扛i4定的应点方案进行测量。6. 4. 1 将四探辛Ili I被测样品表面，使四探针的排YIJlf线在自j经过测量点的半径，口可以11I白线的It /J.在ilJllj；.,c.,i、士。.15 m m范国以内。6.4.2按Gl36615的6.4条和16.5条要求，测量；正Ii1J莉I！反I;I J电阻字。6.4.3 如果研川是非标称直径，则需it.求样品1j 1心到四郎针f线1丁沪、的距离才。7测量误差7 . 1 四保钊可距

6、小f一牛二标准规定的探针间距或测量高寿命样品时，应找出适当的Eb,lJft i:j叫JIJfi电fi率测量。7.2 惨杂浓度的局部变化，也会引起沿品体生长方向：的电阻二在变化，而四琛轩测量的Jh.:ill也阻，午中均值。这个值受到样，j，纵向电阻率变化的影响。所以在佳纠正固和l背面测量电阻，午变化的结果可能不问。j丰科J影响程度也与探钟l问版有关。7.3 当如针位同靠近砖片边缘时，对所刷出的电压与电流比有明显的影响。拟据电Ii：与也流比和lIL 何修！上人lf米计算同部电阳率。附录Alj1第A2 ii给出探针间距为1.59 mm，测量t州白JiitJ；边缘移动。.ism 01时的旧部电阻辛苦误

7、差量。对各种尺宁的硅片和测量点米说，这些误差量随着f斜11r1J胆的民圳、I f1j减小。7.4 与旺片的儿何形状有关的误差7.1 右靠近佳片参考rfiiiV:宣J：测量或在政片背面占主K周围导电liJ情况、测量均会尸！以差。7.4.2 没育投蔽片实际直径ii算修正国f，则会增加几inf修iF.闵f的说差。当测量tt悦tl由1边缘6 ITI m以l，采用你称自径引起的误差口I以忽略小iI o 7.3 6卡川l手j主iil主影响所测的电阻率。当硅片的时郎厚度偏差为主挂1允讲的最大i山！ili13m时，附止.11:;i1 2 1;t台If h,) ,;fl电阻中的i尖声在量。如呆要精确地测量j部电

8、阻，辛，贝lj.注视l过每个测旨忧民的1手度，并计算该f，）：茸的电阳中，；戎使用厚度变化较小的ul片号或采用较厚的砖J,.0 7. 4.4 ！抛光IIj I训lj眩，1生也能得到1守合要求的结果。由j二抛Yi:flri 量也必在rfii组合i虫，中低，PJ能i；与成l义斗。j1j1裁时必需在h丹磨面t测量。8测量结果的计算8. 1 也阳中的lI算8. 1. 1 技；B6615的7.1条和7.2条计算并lt.l；屯阻率的平均的。8. 1 . 2 1、Jf1J、称自径暗）（见5.4条），则拟归去2确定修正凶J?2的值。I 1 !l GB 11073-89 K 2 儿何修正因I:,1-i k称1t

9、i1 I I i和It马：tI 1 J 出：均l.Oil m ii-i略l叶II I：；，；丁J一一丁2l -8 一测（._;_ , I 心R ! 2 离i占主社6mm l 测挝.1.1;JrllI，和探针Iii距为1.59mn1的修1fkJ I frJ: ），斩、刷、1li千，m n1 50 8 76.2 80 . 0 10 0 () 12s. o 割IiJ以儿t1. )1 在A,ll,Ci 11 c飞4.494 4. 515 4 51 7 t. 52 2 1. ri2 s N; 2 4. 46 6 1. 502 -1. 50 5 4. 51 5 4 521 离边缘6mm处4 328 4.

10、345 4. 34 7 4. :153 4.:157 出iJ趾i.1il1 filC 之n11即离，rtlTll 过.1J在D。4. 491 4.515 4. 517 4. 52 2 4.52li 2 4. 49 4 1 515 4.517 4. 52 2 4.526 4 4 49 2 4 515 4.517 4 522 4.526 6 4.490 4 514 l. 516 I 52 2 4.豆268 4. 18 6 4. 513 4 516 4. 52 2 4.豆2610 4. 479 4. 513 4.515 4 522 1 526 12 4. 470 4 512 4.514 4. 521

11、 4 526 14 4 455 4. 510 1. 512 4. 52 1 4. 52 5 16 4. 430 4 507 4. 511 4.520 4 52 5 18 4. 386 4. 504 1.508 4. 519 4 52 5 20 4. 291 4. 500 4. 505 4. 518 4. 52 4 22 4. 041 4. 494 4. 501 4. 517 4 524 24 3 169 4. 486 4. 49 5 4. 516 4. 52 j 26 4. 47 4 4 487 4 514 4 52 :1 28 4 454 4 474 4. 51 I 4. 52 2 30 4

12、 420 4. 454 4. 508 4. 522 32 4. 350 4.418 4. 504 l. 521 34 4. 182 4. 347 4.498 4.5,(J 36 3.635 -1. 170 4 490 4. 518 38 3.586 4. 47日4. 516 40 1 45 8 4.511 42 4. 423 4. 5 l 2 44 I. 35 3 .J. 50 8 4o 1. 17 8 . i03 48 3 596 .1. !9 5 50 4. A8 -1 52 I. 16 7 54 4. 43 7 56 4 3811 58 !. 2-15 60 :l 82” ilc 各俨1

13、11+,1、千flL纠白白的是相对r6 mm L吃j丰绿的修正值。l J 2 GB 11073-89 8. 1 . 3对非本J料：王J:i平的佳片反报针1日1怪不为t.oommW:t.59mm 时，校附录Atfl第.！3布一进行修止。8. 1 . 4 如果需爱：IJi. fl丰立的绝对且，则可按GB6615的7.4条和7.6条的规范计算该温度rcrr忡y.1,;,f毡旺l中。rr l如果县的仅仅是ilif,i 町的电阳li!tit.则嗣！主的修正I以fJ时？不ii。在训挝illei.如i样11r）：变化千、欠I 2 T.、唱圳JI坦cI白ti.问l丰变化的（，.差lA:r2%。8.2 对i在.

14、i,J案A戎B, 战式（1 ) 计算屯阻v宇平均百分变化（%）。、耳lii分变化p, p, l IrlOO.( 1 ) 式中：cft片I11心点测得的两次电阻率、1均值，Qcm, a硅片半i在LjI点或距边缘6ffim处测得四个电阻率中均值，Qcm。8.3 J(.j选点方案C戎D，按式（2）计算电阻率最大Fl分变化（%）。最大百分变化（PMm l Im100. . ( 2 ) 式11J M一测得的最大电阻率筒，Qcm 1 m一一一拙ljf导的最小电阻率值，Qcm, 9精密度9. 1 径IC,J电阻率变化的测量精密度，且接取决I电阻率测量的精密度。如果认为探针的优岂和肚儿的til圭都是合适的，而

15、单个电阻率测量的精密度是误差的原因，那么，径向电阻率变化的精ifi度，由附注Arj1；在Al 主给出（见表At）。9.2 屯F且率的计算的误差，是由修正园子F，的误差引起，白凡的误差是由探针的位置i只莞、蔽片直径误差必佳严l厚度i元差引起。L与探辛十间距不大rI. 59m m时，以上因亲才起的误差都不会超出附录A11第.A.2号：给山的数值。10 试验报告10 . 1 试验报告应包括以F内容：a. 样品编号：b. 操作者gc. 口期，d. 选伴的选点方案，e. 测量电流恤，mA, f. 陈针间距，mm, 自徒片j飞，mm; h. 采十Ji韭li.JJ案A戎8，要报告电阻率的中均百分变化（见8.

16、2条）；i . 采井j选）.i.J案CilltD，妻报告电阻学的最大百分变化（见8.3条）。10.2 如有特殊要求，报告还包括a. 佳片每个测量点的电阻率，Qcm; b. 硅片中心点电阻率f自（Qcm）或电阻率最大值或最小值（Q cm）及其ftr；c. 测量时该蔽片温度、测量，点顺序（见图）。10.3 如进行仲裁测量，应画出测量表面图，标明测量直径和参考标记。j l :; GB 11073 89 附录A桂片径向电阻率变化偏差的计算（补充件Al 以归各次电出1卒wl1J屋良的偏差来川算径111电阻，中变化的偏左。A 1. 1 牛二lI醉方法用j,i计8.2条现8.o条小讨势佟向电阻率变化视i敏的

17、放期精密度，1:1.fl电阳l斗、的变化是由各个不iiiilflll11）：商测得的电阻辛的变化率引起的。表Al给Lll 止与典型测试情？川J的lI ！前约果。Al.1.1 此处小巧虑出j二探钊位置、应片直径的），一l宇度的误差所造成的各次电阻，午I则达的误差cIt: 1 H的实验草或在问实验室进行重主运测量1时，由l这些以差会付fl电阻率；）辛辛小闷的径i J变化估计的。假如有这些民羞有在的前，使用式（A5）的ti；果就没有意义。Al.1.2 阿J:lt A 2 71 :II f极端情况F，探钊（1!:1墅、硅片Jl:i圭和硅片厚度的民差耐各次电tlJ中拥j旨的最2协j A 1. 2 变化关

18、系的推导，电阻举的相对径Ii1 J变化为J个分数，它I以用式（A1 ）来表、A牛。一Y二二（）1 . . .( 1 1) F I l JC I I i. )! 电阻半相对径句偏差；2一4；标准公式（1 ）巾的al或本标准公式（2) i(lfrJM , Q cm 1 1一一一本标准公式（1 ）巾的r或本标准公式（2 ) 的m, Q , cm。公式（A1 l口I以写成F面的形式：Y工（品立，I j 2: , ) - 1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . （的） 1 1 1 式1jI 1一IC1.J -j f 2位商进行的测量次数；k在符号If, 马1：进行的测

19、量次数；在rtt i I fill旨的电阻非数iri,2 cm 0 然后口Ii导：厅I(Y) =I豆（）.a（）(i3) 式1!1,a2 CY J ctJ丰斗I、叫i公式（l ）旦旦公式（2）得到的径向变化测量的偏差；2 （i ) 一z的测量偏差。把2！l I J们r，代人公式（Az），国迸行公式（A3）的累加就得到z （） 1 r a2(Yl（吃了一）（了y;-)( i,4 ) 此处，已经假设所有的a（i ) j庄都等Ja(fi ）。fj2:（）忐、各次电阳字测量的的相对标准偏差（四分半），则各次电阻卒测量俏的绝对标准偏差a（）表；J、为：（）2: （）z 旷（）一一一一一二一一一.(/ 5

20、) 100 100 到J( t肖主样iu11丰身也自1年的影响，公式（4)0J以改与如：114 GB 11073 89 rI2 (Y ) （A I. 3 径陆电阳率变化测量的结果的7t轶忐达式，及21表，J；为个lS分数三（）1 r 币）2于（句）由所tt算的径向电陆l非变化站0ll:9ii , i:, ;( r :1-2（Y) J 100 %( /7) A I. 4 作为个实例，设在问实验宫内，在硅片上用A或B方案选点，凡llJ1导向和川沙州的电阻午,Ji(fi沟25%号各次电阻率削量的相对标准偏差（）为0.5%,ilJ, y二0.25, r = 1. 25; 三（）二土0.5 %; J =

21、 4 ; k = 2 0 将这些数伯it人公式（A肘，得到a 2 (Y l = (0.5/100) 2 J (1/4) +(l.25) 2/2 . -验豆测埠，.iiflli在山J来A9!/)l仇的可i数阳，或者两个实验宰测址。应用j案AJ(B , Ji句个实验主提供到l数据时，安illi井Ji8 k二4元fj真怕盹边，：，h案，以挝电阻丰的最大和最小的来川算传向变化应按照公式（，2）以如：j、岛的止义业俯在JJ和1kir0 ltt。假如Jf:l儿tll重短数据或采用多个实验宅的结果就要把Yf斗为J:I测仰的阳对怜；1日kit凡的全郎平均的，并按所用的测量l数以扩大1和h的数的。A2 由于探针

22、位置误差与硅片几何尺寸误差引起的测量偏差表A 2. 1 表Az给出f探针位置和日直径偏差导致计算电阻字最大误差的例f。表.3给liir lwl部厚度偏离标称俏时，所计算的电阳斗z中最大误差例子。416 GB 11073-89 表A2由探针位置和直径的公差引起的电阻率最大民差标称直径在罪针的位置应点方案E,1 A E:, B E, (: mm mm 。 问l号c50 .8 佳片中心A, B, C，口0.0 。，。. 0 50.8 R/ 2 A, C 0.0 0. 1 0. I 50 8 离边缘6日，C0 2 。.3 0. 5 50. 8 离中心20。0.3 0.4 。，750 8 离中心22D

23、0. 9 I . 1 2.0 50.8 离中心24D 3. 8 4.9 8 8 76.2 硅片，, ，心A，日，仁，D0. 0 0.0 I). 0 76.2 R/2 A, C 0. 0 0.0 0 0 76.2 离边缘6B, C 0.2 0. 4 (). 7 76.2 离rj1心32。0.2 0.4 0. 7 76 . 2 离，, ，心34口。.5 1 2 1 . 8 76.2 离111心36。2.2 4 9 I : 80.0 lit片ij11(.1A，日，仁，D。0. 0 IJ ti 80.0 R I 2 A C ). 0 0 () IJ (J 80.0 离边缘6B,C 0, 2 0.7 (

24、). 9 80 0 离中心34D 0. 2 。.7 0.9 80.0 离，, l心36l0, 6 2. I 2.8 80目。离中心38。2.4 8 8 1 2. I 100 0 硅片中心A，日，c.I) 0. 0 0.0 。100.0 R i 2 A, C il. 0 。100. 0 离边缘6B, C 0.2 0. 7 II. 100.0 离1jt.44 D 0.2 。.7 0 8 100.0 离1心46) 0. 6 2. 0 2 8 100.0 离中心48f) 2 4 8. 8 1 1 9 125 .0 硅片中心A, B, C，口。.0 0. 0 。.0 I 25. 0 11 I 2 /.

25、. c 0 0 。1). (I ! 25. () 禹：，, L、56D 0. 2 0.6 (). 7 J 25 .0 离边缘6B, C 0.2 。.7 11 9 J 25. 0 离II 心58D 0 4 l. 5 2. I) I Z号。离rj1,C.600 1 6 5.9 8 I 布，（l)E, A一Pu即告向前J，边缘位移0.15mm ，利用表2巾的修d恻！：）：得到的，jI；】1tll年！川cA茸的( E,!J 如1u扑1Jfli伞泊在I / 偏革先的的鼓小1且，平IJIMb21/flJI若ii址fii算得的山刊电阻萨r.J悦耳I1 l ( E., c P11际钊10101片边缘位格。ts

26、mm.并且片f1 j )1茬l1lfWV:ft1 I itJ .；小11!,frJlfj j; 2 I( fl各ii , l叫f计算的In部电阳中的民辜的。l l 7 GB 1107 3 89 去Ag砖片.，j部厚度变化引起的计算电阻率误差Gt川和J、刷、！i: l土1平l(t变化mm m 50. 8 13 76 2 13 80 () 13 l川.oI 3 125. 0 13 A3修t1二闪fF，汁算公式F，的计算公式均：式r!i,F，工7 l n 2 1 x I n a，2 2二2 In 2 ; 43 a a, f/ 2 V2- 1) + (U 1 +Uz)21 ， = v 2十V1)2+

27、(u2 +u1)2; 3 = (V2 - V,) 2 + (U 2 U 1）勺4 = (V2+V1)2 + (u2 -u1)2; S;R u I二3一万1, .S; R u 2 = -ri; 1 ( d ) _ _!l_（主）2 v, = R 4 R D, d l 1 ) 1 (I?）F D, d 9 s ) D, = ( 1 万）2 （Jr d 2 1 s 乌二（1 万）士（？），0 5、R、d的表示如图Al所示。118 以再i度变化U 。m 5. I l:l 3.7 25 3,5 40 2.2 50 2.2 65 1 1 2 I ;! i, 0 5. 1 l 0. 7 8,3 I 0, 8 （气11)GB 1107 3 8 9 d s 2 s ;2 寸R 罔Ais 掠专十l日j距，Hfii片中f,;, r，；针圭Urr1i1心距离附加说明：本标准由，, ，国有色金属：业总公司标准计量研究所提出。本标准由峨时ll导体材料研究所负责起草。本标准主要起草人王iJ（高、李英瑶、李家彦、过惠芬。本标准等放采用美ll试验与材料学会标准ASTM f 81桂片径向电阻率变化测量方t拙。I